C++11新特性之POD类型

POD（Plain Old Data）是C++中非常重要的一个概念，用来描述一个类型的属性其中Plain表示这个类型是个平凡的类型，Old表示其与C的兼容性。C++11中将POD划分为两个基本概念：平凡的（trival）和标准布局（standardlayout）。

1. 平凡性（trivial）

什么是平凡性呢？通常一个平凡的类或者结构体具有以4点下特征：

1. 具有平凡的默认构造函数。如果我们不自己为类定义任何构造函数，编译器就会为我们产生一个平凡的默认构造函数；一旦我们为类定义了任何一种构造函数，那这个构造函数就不是平凡的。

2. 具有平凡的拷贝构造函数和移动构造函数。即拥有编译器自动生成的拷贝、移动构造函数。

3. 拥有平凡的拷贝赋值运算符和移动赋值运算符。

4. 不能包含虚函数和虚基类。

C++11提供了一个类模板来帮我们识别一个类是否是平凡的：

template <typename T>struct std::is_trival

#include <iostream>
using namespace std;
class Base
{
public:int a;int b;
};int main()
{cout<<is_trivial<Base>::value<<endl ;return 0;
}

2. 标准布局

满足以下条件的类或结构体是标准布局的

1. 所有非静态成员有相同的访问权限，比如都是private的，或者都是public，或者都是protected

2. 在类或结构体的继承时，满足以下两种情况之一：

a. 派生类中有非静态成员，且只有仅包含静态成员的基类。。

b. 基类有非静态成员，而派生类没有非静态成员。

这两条综合起来，意即：继承树中最多只能有一个类有非静态数据成员。

3. 类中第一个非静态成员的类型与其基类不同。这条规则是基于C++中优化不包含成员的基类而产生的。请看看下面的例子：

class B1{};
class B2{};class D1: public B1
{B1 b;int i ;
};
class D2: public B1
{B2 b ;int i ;
};

B1和B2两个基类中不包含任何数据成员，B1的子类D1中的第一个非静态成员的类型和其基类相同，B1的子类D2中第一个非静态成员变量的类型是B2，与其基类并不相同。由于B1和B2都不包含任何数据成员，这样看起来D1和D2两个类的类对象占用的内存空间应该是一样的。但实际则不然，在C++标准中，如果基类没有任何数据成员，基类应不占用空间，为了体现这一点，C++标准允许派生类的第一个成员与基类共享同一地址空间。但是如果派生类的第一个非静态成员的类型和基类相同，由于C++标准要求相同类型的对象的地址必须不相同，编译器就会为基类分派一个字节的地址空间。所以在此例中，D1和D2的内存布局其实是不相同的，请看下图：

4. 没有虚函数和虚基类。

5. 所有非静态成员都符合标准布局类型，其父类也符合标准布局。

C++11提供了如下模板来判断一个类或结构体对象是否是标准布局

template <typename T> structstd::is_standard_layout; //头文件为<type_traits>

template <typename T> struct std::is_pod //判断一个类型是否是POD，头文件为<type_traits>

POD的好处：

1 字节赋值，我们可以放心的使用memset和memcpy对POD类型进行初始化和拷贝。

2 提供对C内存的兼容。POD类型的数据在C与C++间的操作总是安全的。

3 保证了静态初始化的安全有效。POD类型的对象初始化往往更简单

参考文献：《深入理解C++11》